Клапан для предотвращения потока, нацеленного в противоречии с его намеченным направлением
Simscape / Жидкости / Тепловая Жидкость / Valves & Orifices / Направленные Распределительные клапаны
Блок Check Valve (TL) моделирует вводные характеристики пропорционального клапана, который обеспечен закрытый, когда перепад давлений между его портами инвертирован (или, более точно, опущен ниже порога, известного как раскалывающееся давление). Запорные клапаны распространены в устройствах предотвращения противотока, таковы как используемые в общедоступных сетях водоснабжения, где загрязненной воде в нисходящем направлении водопроводной магистрали нельзя позволить возвратиться в восходящем направлении. Никакой определенный клапан не отключает механизм — приняты ли шар, диск, диафрагма или другой — в блоке. Позволенное направление потока всегда от порта A до порта B.
Y-образный запорный клапан с участником управления поршневого типа, от которого частично отрекаются
Клапан взламывает, когда перепад давления через него повышается выше раскалывающегося давления, заданного в блоке. Вводная область увеличивается линейно с давлением, сохраните для двух маленьких интервалов давления около полностью открытых и полностью закрытых позиций (по которому нелинейное сглаживание применяется в порядке удалить числовые разрывы). Когда перепад давления достигает максимального значения, заданного в блоке, клапан полностью открыт, и его вводная область больше не увеличивается с давлением. Скорость потока жидкости через клапан никогда не является действительно нулевой, когда маленькая область утечки остается, когда давление падает ниже раскалывающегося давления.
(Сглаживавший) клапан вводная область сначала вычисляется как линейная функция давления, или это во входе клапана (порт A) или отбрасывание между теми во входе и при выходе (порт B). То, какое из этих давлений — названный контролирует давления — показывает в вычислениях области, зависит от установки параметров блоков Pressure specification method:
где p является давлением; нижний Control указывает на значение, которое будет использоваться в определении вводной области клапана. A индексов и B обозначают тепловые жидкие порты, в которых получены давления. Давления в портах всегда задаются как абсолютные давления. Раскалывающееся давление, при котором вводная область как минимум, так же задано:
где нижний Crack указывает на клапан, только взламывающий, нижний G значение прибора и нижний Atm стандартное атмосферное значение. Значение Трещины p, G получено из параметров блоков Cracking pressure (gauge); это Трещины Δp получено из параметров блоков Cracking pressure differential. Максимальное давление, при котором вводная область в его самом большом:
где нижний Max обозначает максимальное давление (полученный как прибор). Значение p Max, G получен из параметров блоков Maximum opening pressure (gauge); это Δp Max получено из параметров блоков Maximum opening pressure differential. Управление, взламывание и максимальные давления дают для линейной формы клапана вводную область:
где S обозначает (линейную) вводную область. Вводная область при взламывании равна маленькому значению, заданному в параметрах блоков Leakage area. Основная цель этого параметра должна гарантировать числовую робастность модели путем гарантирования, что никакой фрагмент тепловой жидкой сети не становится абсолютно изолированным во время симуляции.
Клапан вводная область как линейная функция давления
Основная цель области утечки закрытого клапана должна гарантировать, что никогда не делает фрагмент гидравлической сети, становятся изолированными от остатка от модели. Такие изолированные фрагменты уменьшают числовую робастность модели и могут замедлить симуляцию или заставить его перестать работать. Утечка обычно присутствует в крохотных суммах в действительных клапанах, но в модели ее точное значение менее важно, чем она являющийся небольшим числом, больше, чем нуль. Область утечки получена из параметров блоков того же имени.
Чтобы гарантировать соответствующую производительность симуляции, клапан, вводная область сглаживается более чем два маленьких интервала давления около заданного взламывания и максимальных давлений. Сглаживание выполняется посредством многочленных выражений (чтобы быть включенным в конечную форму вводного выражения области):
где ƛ является фактором сглаживания, примененным при взламывании (преобразуйте в нижний индекс Crack), и максимум (преобразовывают в нижний индекс Max), фрагменты выражения площади поверхности. Фактор сглаживания вычисляется от нормированного перепада давлений γ:
где Сглаженный Δp является областью сглаживания давления:
Параметр Сглаженный f является значением между 0 и 1, полученным из параметров блоков Smoothing factor. Финал, сглаживавший, клапан вводная область, дан условным выражением:
Объем жидкости в клапане, и поэтому масса того же самого, приняты, чтобы быть очень маленькими, и это, для моделирования целей, проигнорированных. В результате никакое количество жидкости не может накопиться там. Принципом сохранения массы массовая скорость потока жидкости в клапан через один порт должна поэтому равняться этому из клапана через другой порт:
где задан как массовая скорость потока жидкости в клапан через один из портов (A или B).
Причины того падения давления, понесенного в проходах клапана, проигнорированы в блоке. Безотносительно их характеров — внезапных изменений области, искривлений прохода потока — только их совокупный эффект рассматривается во время симуляции. Этот эффект получен в блоке коэффициентом выброса, мерой массовой скорости потока жидкости через клапан относительно теоретического значения, которое это имело бы в идеальном клапане. Выражение баланса импульса в клапане с точки зрения перепада давления вызвало в потоке:
где C D является коэффициентом выброса, и ξ p является отношением перепада давления — мера степени, до которой восстановление давления при выходе способствует общему перепаду давления клапана. Нижний Avg обозначает в среднем значения в тепловых жидких портах. Критическая массовая скорость потока жидкости вычисляется от критического числа Рейнольдса — что, в котором поток в отверстии принят к переходу от пластинчатого до бурного:
где μ обозначает динамическую вязкость. Отношение перепада давления вычисляется как:
Клапан моделируется как адиабатический компонент. Никакой теплообмен не может произойти между жидкостью и стеной клапана. Никакие работа сделана на или жидкостью, когда это пересекает клапан. С этими предположениями энергия может ввести и выйти из клапана адвекцией только через порты A и B. Принципом сохранения энергии затем, сумма энергетических потоков через порты должна всегда равняться нулю:
где ϕ задан как энергетическая скорость потока жидкости в клапан через один из портов (A или B).
Распределительный клапан с 2 путями (TL) | Распределительный клапан с 3 путями (TL) | Распределительный клапан с 4 путями (TL) | Переменное отверстие области (TL)
